2015-2016学年人教版选修3-1库仑定律学案(1)

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1、1.2《库仑定律》学案【学习目标】1.知道点屯荷的概念.2.理解库仑定律的含义，理解库仑定律的公式表达，知道静电力常量.3.知道库仑扭秤的实验原理.4.会用库仑定律的公式进行冇关的计算.【重点难点】库仑定律和库仑力；关于库仑定律的理解与应用【课询预习】1.电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与有关，二是与冇关。2.当带电体Z间的距离比它们口身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这吋的带电体可以看作o它类似于力学屮的质点，也是-种理想化的物理模型。3.库仑定律（1）内容：真空屮两个静止的之间的作用力，与它们的的乘积

2、成正比，与它们的距离的成反比，作用力的方向在它们的o（2）公式：,式屮k叫做,F是指电荷间的相互作用力，乂叫做静电力或o如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电荷量的单位用库仑，力的单位用牛顿，距离的单位用米,则由实验得出2。使用上述公式时，电荷量一般用绝对值代入计算。4.理解库仑定律应注意的问题（1）库仑定律的适用条件。公式F=k晋仅适用于中（空气中近似成立）的两个间的相互作用。如果其它条件不变，两点电荷在介质中，其作用力将比它们在真空中的作用力小。（2）应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即用公式计算库仑力的大小，不必将表

3、示两个带电体的带电性质的正负号代入公式中，只将其电荷量的绝对值代入，再根据同种电荷相互排斥、异各电荷相互吸引来判断库仑力的方向，这样可以避免不必要的麻烦和可能出现的错误。(3)库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。在微观带电粒子的相互作用屮，库仑力比强得多。(4)库仑定律虽然只给出了点电荷Z间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是曲许许多多组成的。原则上，如果知道了带电体的电荷分布情况，根据库仑定律和,就可以求出何意带电体间的静电力的大小和方向。1.库仑的实验(1)库仑做实验用的装置叫做,库仑实验的研究方法是

4、O(2)库仑所处的时代还不能测量物体所带的电荷量，但是库仑巧妙地运用T的方法解决了电荷量的定量测量的难题。【预习检测】1.关于点电荷的说法，止确的是()A.只有体积很小的带电体才能看作点电荷B.体积很大的带电体一定不能看成点电荷C.当两个带电体的大小及形状对它们Z间的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体口J看作点电荷D.一切带电体都可以看成是点电荷2.真空中有两个点电荷，它们Z间的静电力为已如果保持它们所带的电荷量不变，将它们之间的距离增大到原來的3倍，它们之间作用力的大小等于()A.FB.3FC.—D.—391.A、3两点电荷间的距离恒定，当其

5、他电荷移到A、B附近吋，A、B间相互作用的库仑力将()A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.无法确定【典题探究】【例1】在真空屮两个完全相同的金属小球A、B,A球带电荷量为+5.0xW9C,3球带电荷量为-7.0x10—七，两球相距1加。问:它们之间的库仑力有多大？若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力为多大？【解析】两小球可视为点电荷，未接触吋，小球间库仑力F*辔=9.0X10X凹竺X7.0X10-何=3.15x10“Nr21两球接触后，部分电荷中和，剩余净电荷为-2xlO-9C,由于两金属球完全相同，净屯荷最后均分，各带-1.0xl0-

6、9C，此时两球间库仑力F'=k^4^=9.0x10xl・°xl0®xl.0xl0?“=9.Ox1（T®Nr21【拓展】两带电导休接触时，净电荷的分配与导休的形状、大小等因数有关。对两个完全相同金屈球：（1）若接触前分别带电为0八0，则接触后两球带电均为里护；（2）若接触前分别带电0、一@，则接触后两球带电均为纟尹。其实，库仑在实验研究电荷间相互作用而得到库仑定律的过程屮，就是利用以上方法来改变和控制电荷的电荷量的。【例2】从库仑定律的公式F=k磐看出，当两个电荷间的距离趋近于零厂吋，两电荷间的作用力将变为无限大，这种说法正确吗？为什么？【解析】这种

7、说法不正确。因为库仑定律的适用范围是真空屮的点电荷，当两电荷间的距离趋近于零时，任何小的带电体都不可能再看作是点电荷了，因而它们Z间的作用力的大小已不能用库仑定律进行计算和判断。【例3】相距厶的点电荷A、B的所带电荷量分别为+创2和◎耍引入第三个点屯荷C,使三个点电荷都处于平衡状态，求电荷C的屯荷量和放置的位置。【解析】由于每个点电荷都受到其它两个点电荷的库仑力作用，要处于平衡,其间的库仑力必沿同一条直线，因此A、B、C三个点电荷必须共线。A、3为杲种点电荷，对C的库仑力为一斥一吸，C要平衡，不能放在A、BZ间。由于A的电荷量大于B的电荷量，所以C

8、应距A较远，距B较近。考虑到A、B也要平衡，所以C应放在B的右侧且带正电。设C在距离B为兀处，带电荷量为幺，则对C和3有4